NL2000400C2 - Cup voor concentraat en werkwijze voor bereiding van een vloeibaar product. - Google Patents

Description

Cup voor concentraat en werkwijze voor bereiding van een vloeibaar product Gebied van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een cup voor het bereiden van een 5 vloeibaar product, zoals een drank of gerecht, met behulp van een bereidingsapparaat, omvattende een eerste kamerdeel voor het omvatten van een bereidingssubstantie, een inlaatopening die is voorzien van een afdeklaag met vloeistofdoorlatende perforaties voor het ontvangen van een voor de bereidingssubstantie geschikte vloeistof, een afvoeropening voor het afvoeren van de bereide drank of gerecht, en een statische 10 menger die in vloeistofcommunicatie staat met de afvoeropening.

Stand van de techniek

Cartridges voor gebruik bij het bereiden van (warme) dranken op basis van een vloeibaar concentraat zijn bekend uit o.m. WO-A-Ol/58786, EP-A-0 449 533, EP-A-1 15 101 430, WO-Al-03/073896, WO-A1 -03/053200, WO-A1-02/19875, US 6,130,990, US 4,886,674, EP-A-1 440 907 en EP-A-1 440 908.

WO-A-Ol/58786 en EP-A-0 449 533 beschrijven een cartridge waarbij (heet) water via een puntvormige instroomopening aan de onderzijde van de cartridge, via een ‘ringleiding’ waarin zich distributieopeningen bevinden, en voorts via deze 20 distributieopeningen door een compartiment geleid wordt waarin zich een concentraat bevindt, waarbij het water het concentraat middels turbulentie tot een drank verdunt, welke drank vervolgens via een hevel naar een uitstroomopening aan de onderzijde van de cartridge geleid wordt.

EP-A-1 101 430 beschrijft een getrapte cartridge waarin o.m. voorzieningen 25 opgenomen zijn om een vloeibaar concentraat te gebruiken (par. [0034] en [0035]). Bij gebruik van deze cartridge wordt de wand van de cartridge doorstoken waarna (heet) water via de aldus gecreëerde instroomopening(en) door het concentraat geleid wordt en de het concentraat daardoor verdund tot een drank, waarbij deze drank de cartridge via een eveneens doorstoken uitstroomopening verlaat.

30 WO-Al-03/073896 beschrijft een cartridge waarbij de onderzijde van de cartridge voorzien is van perforaties en afgedekt is met een folie, welke folie verwijderd dient te worden voor gebruik. Ook deze cartridge is geschikt voor een vloeibaar concentraat (p.14, r. 3-8 en conclusie 18), waarbij (heet) water vanuit een 2 instroomopening aan de bovenzijde door het concentraat geleid wordt en het concentraat daardoor verdund tot een drank, waarbij deze drank de cartridge via de voorgevormde perforaties aan de onderzijde verlaat.

WO-A1-03/053200 en WO-A1-02/19875 beschrijven een in een flexibel 5 materiaal uitgevoerde cartridges welke o.m. geschikt zijn voor een vloeibaar concentraat (WO-Al-03/053200 p. 5, r. 19-21; WO-A1-02/19875 p. 19, r. 4-6) voor gebruik in een heet-waterapparaat, waarbij de cartridge ingeklemd wordt in een daarvoor bestemde holte en met een holle naald doorstoken wordt, waarna het water door het concentraat naar de uitstroomopening geleid wordt.

10 US 6,130,990 beschrijft een heet-waterapparaat welk geschikt is voor het bereiden van een drank o.b.v. concentraat in een cartridge (kol. 5, r. 54-67; kol. 7, r. 58-61, kol. 9,r. 66-kol. 10,r. 6).

US 4,886,674 beschrijft een in een flexibel materiaal uitgevoerde cartridge welke o.m. geschikt is voor een vloeibaar concentraat, waarbij de watertoevoer via een 15 aansluitpunt, door het concentraat heen naar een uitstroomopening geleid wordt waarbij de uitstroomopening gecreëerd wordt door een verzwakte afdichtnaad, welke afdichtnaad geopend wordt door de werkdruk van het apparaat.

De Europese octrooiaanvragen EP-A-1 440 907 en EP-A-1 440 908 beschrijven een cartridge voor gebruik bij het bereiden van dranken. Deze cartridge heeft een 20 koepelvorm (‘dome’) welke aan de onderzijde is afgesloten met een folie, en is aan de zijde van de folie voorzien van zowel een inlaatopening (aan de rand) als een afVoeropening (in het midden). Water (heet water) wordt via een puntvormige instroomopening aan de onderzijde van de cartridge, via een ‘ringleiding’ waarin zich distributieopeningen bevinden tegen de afsluitende folie, en voorts via deze 25 distributieopeningen door een compartiment geleid. In het compartiment bevindt zich een concentraat, waarbij het water het concentraat middels turbulentie tot een drank verdunt, welke drank vervolgens via een hevel naar een uitstroomopening aan de onderzijde van de cartridge geleid wordt. Ook zijn speciale maatregelen in de cartridge aanwezig om het water vanuit de inlaatopening evenredig, radiaal naar binnen gericht 30 door de binnenruimte van de cartridge te laten lopen.

In een verdere uitvoeringsvorm beschrijft EP-A-1 440 907 een methode om de menging van het water met het concentraat te controleren middels voorzieningen waarbij de menging van het concentraat met het water vertraagd wordt. Hierbij is deze 3 voorziening als een soort schotel uitgevoerd waarbij het concentraat op vertraagde wijze via de gaten aan de onderzijde van de schotel aan het stroompad van het water toegevoegd worden.

Alle hierboven besproken cartridges kunnen niet gebruikt worden in een voor 5 uit filtermateriaal bestaande extractie-pads geschikt heet-waterapparaat, waardoor het gebruik van een speciaal voor deze respectievelijke cartridge-types geschikt bereidingsapparaat noodzakelijk is. Met name de koppeling van de instroompunt aan de cartridges maakt dat heet-waterapparaten die geschikt zijn voor uit filtermateriaal bestaande extractie-pads voor voorgenoemde cartridges ongeschikt zijn.

10 Opgemerkt wordt dat een cup zoals aangeduid in de aanhef hierboven, beschreven wordt in de niet vóórgepubliceerde aanvrage PCT/NL2006/050144.

Samenvatting van de uitvinding

De onderhavige uitvinding tracht een verbeterde cup of cartridge voor de 15 bereiding van, met name warme, producten zoals een chocoladedrank, te verschaffen, waarbij een goed gemengd product afgeleverd kan worden.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt daartoe een cup van de in de aanhef genoemde soort verschaft, waarbij het eerste kamerdeel aan een binnenzijde tussen de inlaatopening en de statische menger in hoofdzaak een conische vorm heeft. Door deze 20 conische vorm (of eigenlijk afgeplatte conische vorm (‘frusto-conical shape’)) wordt bewerkstelligd dat tijdens bedrijf alle bereidingssubstantie in het eerste kamerdeel wordt meegenomen door de toegevoerde vloeistof, waardoor de efficiëntie van productbereiding verbeterd wordt. Met andere woorden, er is minder bereidingssubstantie per cup nodig om eenzelfde sterkte van het product te verkrijgen. 25 In een uitvoeringsvorm is de statische menger in hoofdzaak cilindervormig, centraal in de cup geplaatst, en voorzien van ten minste één eerste opening met het eerste kamerdeel. Met voordeel is deze ten minste ene eerste opening aangebracht waar de straal van de conische vorm het kleinst is. De statische menger is dus stroomafwaarts gelegen van het eerste kamerdeel en daarmee verbonden via de ten 30 minste ene eerste opening.

De ten minste ene eerste opening is in een verdere uitvoeringsvorm voorzien van een afdichting, die onder werkdruk geopend wordt. Hierdoor kan voorkomen worden 4 dat bereidingssubstantie in het kamerdeel al voor gebruik in de statische menger terechtkomt.

De statische menger omvat in een uitvoeringsvorm ten minste één tweede kamerdeel dat vulbaar is met een bereidingssubstantie, ten minste één stijgkanaal en 5 een met het ten minste ene stijgkanaal verbonden afvoerkanaal dat uitmondt in de afvoeropening van de cup, waarbij vanuit elk van het ten minste ene tweede kamerdeel ten minste één tweede opening aanwezig is naar één of meer van het ten minste ene stijgkanaal. Op deze manier ontstaat een meertraps opwekking van turbulentie in de statische menger, waardoor een veel beter mengresultaat verkregen wordt.

10 In een verdere uitvoeringsvorm is het ten minste ene tweede kamerdeel voorzien van een vertragingsmiddel voor de bereiding. Dit vertragingsmiddel kan gevormd worden door bijvoorbeeld een wasachtige stof, die langzaam onder invloed van de (warme) vloeistof smelt. Dit kan benut worden voor bijvoorbeeld een tweefasen bereiding, waarbij eerst koffie wordt bereid en daarna een schuimende melklaag.

15 De perforaties in de afdekfolie zijn in een verdere uitvoeringsvorm zodanig verdeeld, dat een eerste hoeveelheid perforaties zich boven het eerste kamerdeel bevindt en een tweede hoeveelheid perforaties zich boven het ten minste ene tweede kamerdeel bevindt. Hiermee is de stroming binnen de cup in bedrijf te optimaliseren.

De tweede hoeveelheid perforaties kan variëren tussen 10% en 90% en bedraagt 20 bijvoorbeeld ten minste 60% van de totale hoeveelheid perforaties.

In een uitvoeringsvorm is de eerste hoeveelheid perforaties aangebracht in ten minste twee (concentrische) rijen op verschillende afstand van het midden van de cup. Simulaties van de stromingspatronen binnen de cup hebben aangetoond dat dit een optimaal resultaat geeft. De beste eigenschappen op dit gebied worden verkregen als de 25 rijen geplaatst worden boven de randen van het conische deel van de binnenzijde van de cup.

In een nog verdere uitvoeringsvorm is de cup aan de binnenzijde voorzien van een (langwerpige) oriëntatierib voor ieder van het ten minste ene tweede kamerdeel. Dit geeft een positie-indicatie van elk tweede kamerdeel en stijgbuis binnen de cup, wat 30 van belang is bij de oriëntatie voor het afvullen van de tweede kamerdelen en het plaatsen van de afdeklaag, zonder gebruik te hoeven maken van indicatoren aan de buitenzijde van de cup. Verder geven deze oriëntatieribben ook een versteviging van de cup, waardoor deze van dunner materiaal vervaardigd kan worden. Een verder effect is 5 dat deze oriëntatieribben extra turbulentie veroorzaken, waardoor de menging in de cup efficiënter verloopt.

In een verder aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor bereiding van een product met behulp van een cup gevuld met een 5 bereidingssubstantie (bijvoorbeeld een concentraat), waarbij de werkwijze omvat het toevoeren van een vloeistof (bijvoorbeeld heet water) aan een bovenzijde van de cup, waarbij via een statische menger in de cup de vloeistof en bereidingssubstantie gemengd worden, en het afvoeren van een bereid product uit een onderzijde van de cup. Door de statische menger is een meer efficiënte werkwijze mogelijk.

10 In een verdere uitvoeringsvorm wordt de vloeistof toegevoerd aan een cup met een conische vorm aan de binnenzijde stroomopwaarts van de statische menger. Hierdoor wordt het achterblijven van bereidingssubstantie in de cup na bereiding verminderd, er blijft vrijwel geen residu achter. Bij het vormen van residu blijkt ook de verhouding tussen het volume van het niet gevulde deel en het volume van het hele 15 eerste kamergedeelte van belang (ook wel ‘headspace’ genoemd). Deze verhouding is bijvoorbeeld gelegen tussen 10% en 95%, meer in het bijzonder tussen 25% en 40%, bijvoorbeeld 35%. Vanaf 25% kopruimte op het totaal is een aanzienlijke invloed op de reductie van het residu waarneembaar. In een verdere uitvoeringsvorm ligt bij 35% een optimum, daar anders de hoeveelheid ‘loze’ ruimte toeneemt. Boven de 40% 20 kopmimte lijkt geen verdere verlaging van het residu gehaald. Doordat bij veel producten heet water als vloeistof wordt gebruikt, zal de in een volume aanwezige lucht uitzetten door opwarming, en invloed hebben op de efficiëntie waarmee bereidingssubstantie wordt meegenomen en of er residu achterblijft in de cup.

In een nog verder aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op het 25 gebruik van een cup volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding in een bereidingsapparaat dat voorzien is van een opneemruimte voor het opnemen van de cup, waarbij het bereidingsapparaat is ingericht voor het geleiden van (verwarmd) water door de cup via de geperforeerde afdeklaag van de cup.

Tevens heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor het 30 vervaardigen van een cup volgens één van de bovengenoemde uitvoeringsvormen, waarbij de cup wordt gevormd in één vormstap. Door deze enkele vormstap is de cup inherent eenvoudig te steriliseren met bijvoorbeeld waterstofperoxide, perazijn e.d. en daardoor uitermate geschikt om aseptisch af te vullen.

6

In een alternatieve werkwijze wordt de cup wordt gevormd door het combineren van een eerste deel en een tweede deel, waarbij het eerste deel ten minste de schaal omvat en het tweede deel ten minste de statische menger omvat. De twee delen kunnen daarna samengevoegd worden, bijvoorbeeld met op zich bekende kleeftechnieken. In 5 totaal kan dit alternatief resulteren in een efficiëntere en goedkopere vervaardiging van de cup.

Korte beschrijving van de tekeningen

De onderhavige uitvinding zal nu in meer detail worden besproken aan de hand 10 van een aantal voorbeelduitvoeringsvormen, met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen, waarin

Fig. 1 een doorsneeaanzicht toont van een cup volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

Fig. 2 een doorsneeaanzicht in perspectief toont van de cup volgens Fig. 1; 15 Fig. 3 een bovenaanzicht toont van de cup volgens Fig. 1, zonder de afdeklaag;

Fig. 4 een onderaanzicht toont van de cup volgens Fig. 1, zonder afdichting; en

Fig. 5 een doorsneeaanzicht in perspectief toont van de cup volgens Fig. 1, vanaf de onderzijde gezien.

20 Gedetailleerde beschrijving

Met de cup 10 volgens de onderhavige uitvinding en een bijbehorende houder is het mogelijk om met een bereidingsapparaat (warme) dranken te bereiden, zoals bijvoorbeeld warme chocolademelk. De cup (ook wel patroon, cartridge of reservoir genoemd) is daartoe gevuld met een concentraat, dat met behulp van het apparaat 25 gemengd wordt met (warm/heet) water en in een kop of mok wordt geleid. Ook andere dranken of gerechten kunnen bereid worden op basis van een concentraat of andere bereidingssubstantie, melkproducten, vruchtensappen, sauzen en desserts.

De bereidingssubstantie is een in een vloeistof oplosbaar of suspendeerbaar product en kan een poeder zijn, een (geconcentreerde) vloeistof, een siroop, een gel of 30 een andere soortgelijke vorm. Indien gebruik wordt gemaakt van een poeder, omvat deze het liefst geen moeilijk oplosbare of niet-oplosbare stoffen (zoals bepaalde eiwitten), zodat een goede menging met het (hete) water in de cup gewaarborgd wordt. Het is mogelijk om, bijvoorbeeld in de later te beschrijven uitvoeringsvorm van de cup 7 10 met meerdere kamerdelen, combinaties van bereidingssubstanties te gebruiken, zelfs een combinatie van een concentraat en een poeder.

De cup 10 kan met verschillende vullingen in een zelfde bereidingsapparaat worden toegepast, waardoor de mogelijkheid ontstaat om met één apparaat meerdere 5 soorten producten, zoals warme en koude dranken, te bereiden.

In Fig. 1 is een doorsneeaanzicht getoond van een cup 10 volgens een uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding. In Fig. 2 is een doorsneeaanzicht in perspectief getoond van de uitvoeringsvorm van Fig. 1. De cup 10 heeft een schaal 11 met aan de bovenzijde een rand 12. De rand 12 kan verder voorzien van een 10 afdichtrand 12a, die in samenwerking met een houder zorgt voor een afdichting van het samenstel van houder en cup 10, zodat water uit het apparaat door de cup 10 heen wordt gedwongen. De afdichtrand kan ook zijn aangebracht als onderdeel van de houder of van het bereidingsapparaat.

De kom vormige onderzijde 11 is verder voorzien van een rand 14. De 15 komvormige onderzijde 11 is binnen de rand 14 afgesloten met een afdichting 15 voor transport en opslag. De afdichting 15 is bijvoorbeeld een kunststof afdichting die geschikt is voor toepassing in combinatie met voedingsmiddelen.

De cup 10 is aan de bovenzijde afgesloten met een afdeklaag 16. De afdeklaag 16 kan een samengesteld folie zijn en bijvoorbeeld verder een aftrekbare laag omvatten.

20 De geperforeerde afdeklaag 16 is bijvoorbeeld vervaardigd van een geschikte kunststof (bijvoorbeeld polypropyleen) en de aftrekbare laag van een ander geschikt materiaal (bijvoorbeeld een op aluminium gebaseerde folie). Hierdoor kan een cup 10 die gevuld is met een bereidingssubstantie goed bewaard worden, waarbij de combinatie van afdeklaag en aftrekbare laag werkt als gas- en vloeistofbarrière.

25 Aan de binnenzijde van de cup 10 is een statische menger 5 aanwezig, die deel kan uitmaken van de in één enkele vormstap vervaardigde cup 10. Door deze enkele vormsiap is de cup inherent eenvoudig te steriliseren met bijv. waterstofperoxide, perazijn e.d. en daardoor uitermate geschikt om aseptisch af te vullen. Een dergelijke statische menger 5 bevat geen bewegende delen en is daardoor eenvoudig te maken en 30 betrouwbaar in bedrijf. Door een cup met een statische menger te gebruiken kan toch een goed gemengd product afgeleverd worden, zonder dat nabewerking (roeren in het kopje) nodig is.

8

In een alternatieve werkwijze wordt de cup 10 gevormd door het combineren van een eerste deel en een tweede deel, waarbij het eerste deel ten minste de schaal 11 omvat en het tweede deel ten minste de statische menger 5 omvat. De schaal 11 kan bijvoorbeeld diepgetrokken worden, en de statische menger 5 vervaardigd met behulp 5 van spuitgieten. De schaal 11 kan dan bijvoorbeeld als laminaat van verschillende materialen gevormd worden, waarvan één laag een vloeistof- en/of zuurstofwerende barrière omvat. De twee delen kunnen daarna samengevoegd worden, bijvoorbeeld met op zich bekende kleeftechnieken. In totaal kan dit alternatief resulteren in een efficiëntere en goedkopere vervaardiging van de cup 10.

10 Door een cilindervormige wand 6 van de statische menger 5 wordt aan de binnenzijde van de cup 10, verder begrensd door de binnenzijde van de schaal 11 en de afdeklaag 16, een eerste kamerdeel 25 gevormd, dat (gedeeltelijk) vulbaar is met een bereidingssubstantie. De binnenzijde van de schaal 11 is in een groot gedeelte van het eerste kamerdeel 25 conisch gevormd. Dat wil zeggen, dat tussen een eerste straal rl en 15 een tweede straal r2 gemeten vanaf het middenpunt van de cup 10 (aangegeven met de lijn 30, resp. 31, op de binnenzijde van de schaal 11), de binnenzijde recht verloopt. De hoogte van de binnenzijde van de schaal 11 (gemeten vanaf de onderzijde van de cup 10, bijvoorbeeld het vlak gevormd door rand 14) loopt tussen de lijnen 30 en 31 recht evenredig met de straal vanaf het midden van de cup 10. Het deel van de schaal 11 20 tussen de lijnen 30 en 31 is een conisch vlak, dat een vooraf bepaalde hoek maakt met de bovenzijde van de cup 10 (bijvoorbeeld aangegeven door de afdeklaag 16). Het conisch deel van de binnenzijde van de schaal 11 is stroomopwaarts gelegen van de statische menger 5.

Verrassenderwijs is gevonden dat een dergelijk vorm van de binnenzijde van de 25 schaal 11 leidt tot een goede menging van de vloeistof die via perforaties (zie Fig. 5 hierna) in de afdeklaag 16 de cup binnenstroomt met de bereidingssubstantie in het eerste kamerdeel 25. Proeven hebben aangetoond dat hoegenaamd geen resten van de bereidingssubstantie achterblijven in de cup 10.

De statische menger 5 omvat in de getoonde uitvoeringsvorm ten minste één 30 tweede kamerdeel 26, waarin net als in het eerste kamerdeel 25, water vanaf de bovenzijde van de cup 10 via afdeklaag 16 naar beneden stroomt, zoals aangegeven met de pijlen. De cup 10 kan ook in het tweede kamerdeel 26 gevuld worden met een bereidingssubstantie. Verder omvat de statische menger 5 ten minste één stijgkanaal 27, 9 waarin water vermengd met de bereidingssubstantie afkomstig uit het eerste kamerdeel 25 en het ten minste ene tweede kamerdeel 26 weer omhoog stroomt. Ook omvat de statische menger 5 een afvoerkanaal 28, dat in vloeistofverbinding staat met een uitstroomopening 24 voor afvoeren van het uiteindelijke bereide product.

5 De uitstroomopening 24 is zodanig vormgegeven dat een bereid product rechtstreeks in een kop of mok kan uitstromen, zonder verder contact met een deel van het bereidingsapparaat. Hierdoor blijven geen resten van bereide producten achter in het bereidingsapparaat, waardoor kruisvervuiling tussen verschillende na elkaar bereide producten wordt voorkomen. Tevens wordt voorkomen dat het bereidingsapparaat 10 vervuild.

In de in Fig. 1 getoonde uitvoeringsvorm is aan de binnenzijde van de schaal 11 per tweede kamerdeel 26 een oriëntatierib 13 aangebracht. Deze geeft aan in welk gebied in de statische menger 5 een tweede kamerdeel 26 gelokaliseerd is. De functie hiervan is van belang bij het vullen van de cup, en het oriënteren van de afdeklaag 16, 15 zoals in meer detail toegelicht wordt aan de hand van Fig. 3 en 5 hierna. Daarnaast zorgen de oriëntatieribben 13 voor extra turbulentie in het eerste kamerdeel 25, waardoor een betere menging plaatsvindt. In een alternatieve uitvoeringsvorm zijn additionele ribben opgenomen, die zodanig geplaatst zijn dat deze extra turbulentie veroorzaken, waardoor een betere menging plaatsvindt.

20 Tussen het eerste kamerdeel 25 en tweede kamerdeel 26 is een aantal eerste openingen 20 aangebracht, bij de rand waar de statische menger 5 aansluit op de schaal 11. Verder zijn een aantal tweede openingen aangebracht tussen elk tweede kamerdeel 26 en elk stijgkanaal 27. Als is voor elk stijgkanaal een derde opening 22 aangebracht naar het afvoerkanaal 28. Aan de onderzijde zijn de tweede kamerdelen 26 en 25 stijgkanalen 27 afgedicht door het materiaal van de schaal 11. Aan de bovenzijde zijn de tweede kamerdelen 26, stijgkanalen 27 en afvoerkanaal 28 afgedicht door de afdeklaag 16.

Door de opbouw van de cup 10 met de hierboven genoemde elementen, ontstaat bij gebruik van de cup 10 een stroming in de cup 10 zoals aangegeven met de pijlen 30 binnen de cup. De combinatie van de elementen zorgt voor een optimale stroming en turbulentie binnen de cup 10, waardoor een goede menging van vloeistof en bereidingssubstantie plaats kan vinden. De statische menger 5 volgens deze uitvoeringsvorm heeft een meertraps uitgevoerde turbulentieopwekking, waardoor een 10

Λ. \J

uitgekiende menging van vloeistof en bereidingssubstantie plaatsvindt. Meertraps betekent in dit opzicht dat op meer dan één plaats in de stroom vanaf inlaatopening van de cup 10 tot aan de uitstroomopening 24 het mengsel van vloeistof en bereidingssubstantie gemengd wordt, bijvoorbeeld door het laten optreden van 5 turbulentie (bijvoorbeeld door de openingen 20-22).

De eerste en tweede openingen 20, 21 blijven tijdens gebruik afgedicht door de afdichting 15. De eerste, tweede en derde openingen 20-22 worden tijdens het productieproces van de cup 10 direct aangebracht in de betreffende delen van de cup 10, bijvoorbeeld een spuitgietproces, of een proces met gebruik van persmatrijzen.

10 Door de afdichting 15 en afdeklaag 16 worden na afvullen van de cup de verschillende voor de stroming binnen de cup belangrijke elementen gevormd.

De opbouw van de statische menger 5 wordt verder verduidelijkt aan de hand van het in Fig. 3 weergegeven bovenaanzicht van de cup 10, waarbij de afdeklaag 16 nog niet aanwezig is. De statische menger 5 bestaat uit twee concentrisch geplaatste 15 cilindervormige wanden 6 en 8. Deze vormen samen met radiaal gerichte wanden 7 de tweede kamerdelen 26 en stijgkanalen 27 van de statische menger. Zoals in deze uitvoeringsvorm weergegeven omvat de statische menger een drietal tweede kamerdelen 26 en een drietal stijgkanalen 27, die telkens aan elkaar grenzen. In het bovenaanzicht is tevens zichtbaar dat per stijgkanaal 27 een derde opening 22 naar het 20 afvoerkanaal 28 is aangebracht.

Doordat de tweede kamerdelen 26 en stijgbuizen 27 parallel aan elkaar liggen, en de wanden 6, 7, 8 verticaal lopen, is de vervaardiging van de cup, met een spuitgietproces of persproces, zeer eenvoudig.

Zoals getoond in het perspectiefaanzicht van Fig. 2, heeft de derde opening 22 25 een smalle, enigszins langgerekte vorm. Dit bevordert extra turbulentie in de stroom van vloeistof gemengd met bereidingssubstantie wanneer deze in het afvoerkanaal 28 terechtkomt.

Dit bovenaanzicht laat tevens zien dat de oriëntatieribben 13 aangebracht zijn op een hoek vanuit het midden (tangentiële hoek), die overeenkomt met telkens het 30 midden van een tweede kamerdeel 26.

In Fig. 3, en beter zichtbaar in het onderaanzicht van de cup 10 in Fig. 4 (waarbij de afdichting 15 voor de duidelijkheid verwijderd is), zijn tevens de in de cup 10 aangebrachte eerste openingen 20 en tweede openingen 21 zichtbaar. Bij het

IJ

onderaanzicht van Fig. 4 is door de eerste openingen 20 telkens een deel van de wand 6 van de statische menger 5 zichtbaar, en door de tweede openingen 21 telkens een deel van de radiaal gerichte wand 7.

In de getoonde uitvoeringsvorm is zichtbaar dat vanuit elk tweede kamerdeel 26 5 een tweede opening 21 aanwezig is naar beide naastgelegen stijgkanalen 27. In een alternatief zou bijvoorbeeld per tweede kamerdeel 26 slechts één enkele tweede opening 21 voorzien kunnen zijn naar één van beide naastgelegen stijgkanalen 27.

Tussen het eerste kamerdeel 25 en elk van de aanwezige tweede kamerdelen 26 is telkens een groep van eerste openingen (of deelopeningen) 20 voorzien. In de getoonde 10 uitvoeringsvorm omvat elke groep van eerste openingen 20 een drietal (deel)openingen 20. Het is gebleken dat een plaatsing van een opening 20 in het midden van het tweede kamerdeel 26, gecombineerd met een tweetal openingen 20 aan de rand van het tweede kamerdeel 26 (dicht bij de respectieve tweede openingen 21), een uitermate goed mengresultaat oplevert (d.w.z. een homogeen product en geen achterblijvend residu). In 15 het getoonde uitvoeringsvoorbeeld zijn alle eerste openingen 20 op een eerste cirkel gelegen, en de tweede openingen 21 op een daaraan concentrisch gelegen tweede cirkel. Vanuit het midden gezien, liggen de eerste (deel)openingen 20 aan de buitenzijde van elk tweede kamerdeel 26 binnen een hoek van 35 graden vanaf de meest dichtbij gelegen tweede opening 21. Goede resultaten worden verkregen bij het 20 als alternatief plaatsen van drie eerste openingen 20 in de wand 6, waarbij de middelste op de hartlijn van het betreffende tweede kamerdeel 26 is geplaatst. De andere twee eerste openingen 20 kunnen vervolgens in een hoek van 25 tot 40 graden geplaatst worden ten opzichte van een hartlijn van een aangrenzend stijgkanaal 27, waarbij een optimum valt waar te nemen bij 35 graden. Omdat vloeistof vanaf de bovenzijde van de 25 cup 10 zowel in het eerste kamerdeel 25 als in de tweede kamerdelen 26 stroomt (onder enige druk), ontstaat bij de eerste openingen 20 een soort van venturi-effect, waardoor vloeistof (gemengd met bereidingssubstantie) als het ware meegetrokken wordt naar het stijgkanaal 27 via de tweede openingen 21.

Alternatieve uitvoeringsvormen zijn mogelijk, waarbij het aantal eerste, tweede 30 en derde openingen 20-22 anders is, of waarbij de vorm van de openingen 20-22 anders is. Dit kan bijvoorbeeld afhankelijk zijn van het type bereidingssubstantie en eigenschappen van de bereidingssubstantie (bijv. viscositeit, vezels, onoplosbare deeltjes, etc.).

10 Λ ^

In Fig. 5 is een doorsneeaanzicht in perspectief getoond, meer vanaf de onderzijde van de cup 10. In deze Fig. 5 zijn ook de perforaties in de afdeklaag 16 ingetekend. Een eerste ring van perforaties 17 en een tweede ring van perforaties 18 zijn gelegen boven het eerste kamerdeel 25. Verder is er een groep perforaties 19 5 gelegen boven elk van de tweede kamerdelen 26.

De verhouding van het totale oppervlak aan perforaties boven het eerste kamerdeel 25 en de tweede kamerdelen 26 is van belang voor de stroming die ontstaat binnen de cup 10, aangezien de vloeistoftoevoer in het bereidingsapparaat redelijk uniform is. In een uitvoeringsvorm die bijzonder goed bleek te werken, was in 10 verhouding 40% van de perforaties gelegen boven het eerste kamerdeel 25 (dat wil zeggen een eerste hoeveelheid omvattende de eerste en tweede ring van perforaties 17, 18) en 60% boven de tweede kamerdelen 26 (dat wil zeggen een tweede hoeveelheid omvattende de groep perforaties 19). Dit heeft als voordeel dat de bereidingssubstantie in de tweede kamerdelen 26 als eerste als het ware snel doorgespoeld worden, waarna 15 het de bereidingssubstantie in het eerste kamerdeel 25 op een meer rustige manier volgt. Andere verhoudingen zijn uiteraard moge lijk en afhankelijk van het gewenste effect van oplossing of menging van de vloeistof met de bereidingssubstantie(s).

In Fig. 5 is te zien dat de perforaties in de geperforeerde afdeklaag 16 in een bepaald patroon zijn aangebracht. Door de verdeling van de perforaties in de afdeklaag 20 16 te veranderen, kan een ander stromingspatroon of stromingsverhouding door de cup 10 bereikt worden, wat kan leiden tot een betere menging van het uiteindelijke product. Ook kan het stromingspatroon of stromingsverhouding worden afgestemd op producteigenschappen, zoals de viscositeit. In het algemeen kan de afdeklaag 16 worden verdeeld in twee gebieden, een centraal gedeelte dat begrensd wordt door de 25 statische menger 5 en een daarbuiten gelegen ringgedeelte, dat direct boven het eerste kamerdeel 25 van de cup 10 is gelegen. Het centraal gedeelte is niet geheel voorzien van perforaties, en doordat de afdeklaag 16 is vastgemaakt aan de bovenrand van de statische menger 5, kan er geen vloeistof uit het bereidingsapparaat direct in de stijgkanalen 27 of het afvoerkanaal 28 terechtkomen.

30 De perforaties in de geperforeerde afdeklaag 16 kunnen zoals weergegeven in de figuren gevormd worden door ronde gaatjes. In een alternatief kunnen alle perforaties, of bijvoorbeeld alleen de perforaties in een deel van de geperforeerde afdeklaag 16 een andere vorm hebben, bijvoorbeeld langgerekte sleufjes, kruissnedes, enz.

13

De groepen van perforaties 19 boven de tweede kamerdelen 26 moeten uiteraard tijdens het vervaardigingproces precies uitgelijnd worden. Een markering aan de buitenzijde van de cup 10 zou een gebruik van de cup in een bereidingsapparaat zoals hierboven beschreven moeilijker maken. De oriëntatieribben 13 aan de binnenzijde van 5 de schaal 11 bieden hiervoor een oplossing (zie ook Fig. 3 en de bijbehorende beschrijving hierboven). Bij het vullen van de tweede kamerdelen 26 kan de vulmachine georiënteerd worden aan de hand van oriëntatieribben 13. Tevens kan voor de bevestiging van de afdeklaag 16 van deze oriëntatieribben 13 gebruik worden gemaakt. Een secundair effect is dat de oriëntatieribben 13 de cup een additionele 10 stevigheid geven, waardoor de schaal 11 dunner kan worden gemaakt.

Hierboven is al opgemerkt dat de vorm van de binnenzijde van de schaal 11 conisch van vorm is, waardoor de bereidingssubstantie tijdens de bereiding van het product vollediger wordt meegenomen uit het eerste kamerdeel 25. Dit effect kan nog verbeterd worden door een juiste verdeling van de perforaties in de afdeklaag 16 boven 15 het eerste kamerdeel 25. In de getoonde uitvoeringsvorm is een eerste ring van perforaties 17 aangebracht op een grotere afstand van het midden van de cup 10, en een tweede ring van perforaties 18 op een wat kleinere afstand. Het is gebleken dat een positionering van deze twee ringen van perforaties 17, 18 boven de knikken in het profiel van de schaal 11 (d.w.z. ter hoogte van de stralen rl en r2 zoals getoond in Fig. 20 1, of ter hoogte van de ringen 30,31 zoals getoond in Fig. 1, 2 en 5) een bijzonder gunstig effect heeft op de doorstroming van vloeistof in het eerste kamerdeel 25. In een specifieke uitvoeringsvorm bedraagt de straal rl 36 mm en de straal r2 50 mm. De turbulenties die ontstaan doordat de vloeistof door de relatief kleine perforaties wordt geperst, worden in het eerste kamerdeel 25 door de menging met de 25 bereidingssubstantie zodanig beïnvloed, dat het hele eerste kamerdeel 25 als het ware wordt schoongeveegd.

De cup 10 volgens de onderhavige uitvinding kan toegepast worden voor bereiding van een product op basis van vloeistof en één soort bereidingssubstantie. Zowel het eerste kamerdeel 25 als alle aanwezige tweede kamerdelen 26 worden dan 30 (deels) gevuld met dezelfde bereidingssubstantie.

In verdere uitvoeringsvormen van de cup kan echter ook gebruik gemaakt worden van meer dan één soort bereidingssubstantie. Bijvoorbeeld kunnen de tweede kamerdelen 26 met een eerste bereidingssubstantie gevuld worden en het eerste 14 kamerdeel 25 met een verdere bereidingssubstantie. Zoals hierboven beschreven worden de tweede kamerdelen 26 in hoofdzaak als eerste leeg gespoeld, waarna het eerste kamerdeel 25 wordt leeg gespoeld. Hiervan kan gebruik worden gemaakt voor het bereiden van verschillende soorten samengestelde producten, zelfs die waarbij twee 5 of meer verschillende bereidingssubstanties na elkaar gebruikt worden. Hierbij valt te denken aan de bereiding van cappuccino, waarbij eerst koffie wordt bereid, en vervolgens een melkschuimlaag. In een verder alternatief kunnen de verschillende tweede kamerdelen 26 ook met verschillende bereidingssubstanties (bijvoorbeeld extra smaakstoffen) gevuld worden. In een nog verdere uitvoeringsvorm kan het eerste 10 kamerdeel 25 gecompartimenteerd worden, waarbij elk compartiment gevuld wordt met een verschillende bereidingssubstantie.

De volgorde waarin de bereidingssubstanties in het eerste kamerdeel 25 en de tweede kamerdelen 26 opgelost worden in de onder druk ingebrachte vloeistof is afhankelijk van de verdeling en hoeveelheid perforaties boven het betreffende deel van 15 de afdeklaag 16. In een verdere uitvoeringsvorm kan een vertraging aangebracht worden in een of meer van de tweede kamerdelen 26 (of zelfs in het eerste kamerdeel 25), door het aanbrengen van een (vrijwel reuk-, geur-, en smaakloos) wasachtig product boven op de bereidingssubstantie. In bedrijf zal het enig tijd vergen voordat dit wasachtig product gesmolten is, waarna pas de vloeistof kan doordringen in de 20 betreffende bereidingssubstantie.

Als alternatief is het tevens mogelijk dat de eerste openingen 20 aan de onderzijde van de cup zodanig zijn aangebracht dat deze afsluitbaar zijn met de afdichting 15, bijvoorbeeld door de wanden 6 ter plaatse van de openingen 20 helemaal door te laten lopen evenwijdig aan de onderzijde van de schaal 11. Door de afdichting 25 15 op de plaats van de openingen 20 minder vast te hechten dan de rest van de afdichting (‘weak seal’), kan de opening 20 door de werkdruk van de vloeistof in de cup 10 (bewerkstelligd door het bereidingsapparaat) vrijgemaakt worden. Tijdens transport en opslag blijft dan een scheiding tussen de bereidingssubstanties in het eerste kamerdeel 25 en de tweede kamerdelen 26 gewaarborgd.

30 De uitvinding is in bovenstaande beschrijving toegelicht aan de hand van een aantal uitvoeringsvormen met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen. De beschermingsomvang van deze aanvrage strekt zich echter ook uit tot mogelijke wijzigingen en modificaties die binnen de definities vallen van de termen zoals 15 gebruikt in de conclusies. Zo is bijvoorbeeld de vorm van de cup weergegeven als cirkelvormig, maar zal voor de deskundige duidelijk zijn dat ook andere vormen (vierkant, omgekeerde piramidevorm, ovaal) ook toegepast kunnen worden.

Claims (15)

1. Cup voor het bereiden van een vloeibaar product, omvattende een eerste kamerdeel (25) voor het omvatten van een bereidingssubstantie, een inlaatopening die 5 is voorzien van een afdeklaag (16) met vloeistofdoorlatende perforaties (17,18,19) voor het ontvangen van een voor de bereidingssubstantie geschikte vloeistof, een afvoeropening (24) voor het afvoeren van de bereide drank of gerecht, en een statische menger (5) die in vloeistofcommunicatie staat met de afvoeropening (24), waarbij het eerste kamerdeel (25) aan een binnenzijde tussen de inlaatopening en de 10 statische menger (5) in hoofdzaak een conische vorm heeft.

2. Cup volgens conclusie 1, waarbij de statische menger (5) in hoofdzaak cilindervormig is, centraal in de cup (10) is geplaatst, en is voorzien van ten minste één eerste opening (20) met het eerste kamerdeel (25). 15

3. Cup volgens conclusie 2, waarbij de ten minste ene eerste opening (20) is voorzien van een afdichting, die onder werkdruk geopend wordt.

4. Cup volgens conclusie 2 of 3, waarbij de statische menger (5) ten minste één 20 tweede kamerdeel (26) omvat dat vulbaar is met een bereidingssubstantie, ten minste één stijgkanaal (27) en een met het ten minste ene stijgkanaal (17) verbonden afvoerkanaal (28) dat uitmondt in de afvoeropening (24) van de cup (10), waarbij vanuit elk van het ten minste ene tweede kamerdeel (26) ten minste één tweede opening (21) aanwezig is naar een of meer van het ten minste ene stijgkanaal (27). 25

5. Cup volgens conclusie 4, waarbij het ten minste ene tweede kamerdeel (26) voorzien is van een vertragingsmiddel voor de bereiding.

6. Cup volgens één van de conclusies 1-5, waarbij de perforaties (17, 18, 19) in de 30 afdekfolie (16) zodanig verdeeld zijn, dat een eerste hoeveelheid perforaties (17, 18) zich boven het eerste kamerdeel (25) bevindt en een tweede hoeveelheid perforaties (19) zich boven het ten minste ene tweede kamerdeel (26) bevindt.

7. Cup volgens conclusie 6, waarbij de tweede hoeveelheid perforaties (19) tussen 10% en 90% bedraagt van de totale hoeveelheid perforaties (17, 18, 19), bijvoorbeeld ten minste 60%.

8. Cup volgens conclusie 6 of 7, waarbij de eerste hoeveelheid perforaties (17, 18) is aangebracht in ten minste twee rijen op verschillende afstand van het midden-van de cup (10).

9. Cup volgens één van de conclusies 3-8, waarbij de cup (10) aan de binnenzijde is 10 voorzien van een oriëntatierib (13) voor ieder van het ten minste ene tweede kamerdeel (26).

10. Werkwijze voor bereiding van een product met behulp van een cup (10) gevuld met een bereidingssubstantie, waarbij de werkwijze omvat: 15 toevoeren van een vloeistof aan een bovenzijde van de cup (10, waarbij via een statische menger (5) in de cup (10) de vloeistof en bereidingssubstantie gemengd worden, en afvoeren van een bereid product uit een onderzijde van de cup (10).

11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarbij de vloeistof wordt toegevoerd aan een cup (10) met een conische vorm aan de binnenzijde stroomopwaarts van de statische menger (5).

12. Gebruik van een cup volgens een van de conclusies 1- 9, in een 25 bereidingsapparaat dat voorzien is van een opneemruimte voor het opnemen van de cup (10), waarbij het bereidingsapparaat is ingericht voor het geleiden van verwarmd water door de cup (10) via de geperforeerde afdeklaag (16) van de cup (10).

13. Werkwijze voor het vervaardigen van een cup volgens één van de conclusies 1-9, 30 waarbij de cup (10) wordt gevormd in één vormstap.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, waarbij de cup (10) gesteriliseerd wordt voorafgaand aan een aseptische afvulstap.

15. Werkwijze voor het vervaardigen van een cup volgens één van de conclusies 1-9, waarbij de cup (10) wordt gevormd door het combineren van een eerste deel en een tweede deel, waarbij het eerste deel ten minste de schaal (11) omvat en het tweede deel 5 ten minste de statische menger (5) omvat.